Le maillage emprisonne et purifie l'eau du brouillard

Jan 01, 2024

Partie d'une forêt d'araucaria vue dans la brume à Lonquimay, région d'Araucania, Chili. (Crédit : Getty Images)

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Un treillis métallique spécialement revêtu peut récupérer l'eau du brouillard et éliminer les polluants en même temps, rapportent les chercheurs.

Dans des pays comme le Pérou, la Bolivie et le Chili, il n'est pas rare que les habitants des zones brumeuses accrochent des filets pour attraper des gouttelettes d'eau. Il en va de même au Maroc et à Oman.

Les gouttelettes coulent le long du maillage et sont collectées pour fournir de l'eau pour boire, cuisiner et se laver. Jusqu'à plusieurs centaines de litres d'eau peuvent être récoltés quotidiennement à l'aide d'un filet antibrouillard de seulement quelques mètres carrés de superficie. Pour les régions avec peu de pluie ou d’eau de source, mais où le brouillard est fréquent, cela peut être une bénédiction.

L'un des inconvénients majeurs de cette méthode réside toutefois dans la pollution atmosphérique, car les substances dangereuses se retrouvent également dans les gouttelettes d'eau. Dans de nombreuses grandes villes du monde, l'air est si pollué que l'eau extraite du brouillard n'est pas suffisamment propre pour être utilisée sans traitement ni pour boire ni pour cuisiner.

Des chercheurs de l'ETH Zurich ont développé une méthode qui collecte l'eau du brouillard et la purifie simultanément. Celui-ci utilise un réseau à mailles serrées de fil métallique recouvert d'un mélange de polymères spécialement sélectionnés et de dioxyde de titane. Les polymères garantissent que les gouttelettes d'eau s'accumulent efficacement sur le maillage et s'écoulent ensuite le plus rapidement possible dans un récipient avant de pouvoir être emportées par le vent. Le dioxyde de titane agit comme un catalyseur chimique, décomposant les molécules de nombreux polluants organiques contenus dans les gouttelettes pour les rendre inoffensives.

"Notre système collecte non seulement le brouillard, mais traite également l'eau collectée, ce qui signifie qu'elle peut être utilisée dans les zones polluées par l'atmosphère, telles que les centres urbains densément peuplés", explique Ritwick Ghosh. Scientifique à l'Institut Max Planck pour la recherche sur les polymères à Mayence, Ghosh a mené ce projet lors d'un séjour prolongé à l'ETH Zurich. Là, il était membre du groupe dirigé par Thomas Schutzius, aujourd'hui professeur à l'Université de Californie à Berkeley.

Une fois installée, la technologie nécessite peu ou pas de maintenance. De plus, aucune énergie n’est nécessaire hormis une dose faible mais régulière d’UV pour régénérer le catalyseur. Une demi-heure d'ensoleillement suffit à réactiver l'oxyde de titane pendant 24 heures supplémentaires, grâce à une propriété connue sous le nom de mémoire photocatalytique. Après réactivation aux UV, le catalyseur reste également actif pendant une longue période dans l'obscurité. Avec des périodes d’ensoleillement souvent rares dans les zones sujettes au brouillard, c’est une qualité très utile.

Le nouveau collecteur de brouillard a été testé en laboratoire et dans une petite usine pilote à Zurich. Les chercheurs ont pu collecter 8 % de l’eau contenue dans un brouillard créé artificiellement et décomposer 94 % des composés organiques qui y avaient été ajoutés. Parmi les polluants ajoutés figuraient des gouttelettes extrêmement fines de diesel et du bisphénol A, un agent hormonal actif.

En plus de récupérer l’eau potable du brouillard, cette technologie pourrait également être utilisée pour récupérer l’eau utilisée dans les tours de refroidissement. « Dans les tours de refroidissement, la vapeur s'échappe dans l'atmosphère. Aux États-Unis, où je vis, nous utilisons beaucoup d’eau douce pour refroidir les centrales électriques », explique Schutzius. "Il serait logique de capter une partie de cette eau avant qu'elle ne s'échappe et de s'assurer qu'elle est pure au cas où vous voudriez la rejeter dans l'environnement."

Une étude sur les résultats apparaît dans Nature Sustainability.

Source : ETH Zurich

Étude originale DOI : 10.1038/s41893-023-01159-9

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